vietkute1503
New Member
Download miễn phí Nghiên cứu và ứng dụng điện tử công suất điều chỉnh tốc độ động cơ điện KĐB
MỤC LỤC Trang
Lời nói đầu 5
Lời Thank 7
Ch¬ơng I: Các linh kiện điện tử công suất cơ bản 9
I.1. Điốt công suất 9
I.1.1. Mặt ghép P-N 10
I.1.2. Sự phân cực của mặt ghép P-N 11
I.1.3. Cấu trúc và kí hiệu của điốt công suất và nhiệt độ mặt ghép 12
I.1.4. Đặc tính vôn- ampe 12
I.1.5. Biểu thức giải tích của đặc tính V-A 13
I.1.6. Quá trình chuyển trạng thái 14
I. 2.Tranzito công suất 16
I.2.1. Transitor l¬ỡng cực 16
I.2.2. Tranzito MOS công suất 21
I. 3. Tiristo 23
I.3.1. Cấu trúc và kí hiệu 23
I.3.2. Nguyên lý làm việc 24
I.3.3. Điện dung của tụ điện chuyển mạch 27
I.3.4. Đặc tính vôn- ampe của tiristo 29
I.3.5. Những điều cần l¬u ý 29
I.3.6. Tiristo đ¬ợc khoá bằng cực điều khiển GTO 31
I.4. Triac (Triode Alternative Current) 34
I.4.1. Cấu trúc và ký hiệu 35
I.4.2. Nguyên lý làm việc của triac 35
I.4.3. Ứng dụng 36
Ch¬ơng II: Các ph¬ơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 37
II.1. Giới thiệu chung về động cơ KĐB 37
II.1.1. Cấu Tạo 37
II.1.2. Đặc Điểm Của Động Cơ Không Đồng Bộ 38
II.1.3. Nguyên lý làm việc của động cơ KĐB 38
II.1.4. Ưu nh¬ợc điểm của động cơ KĐB 41
II.2. Các ph¬ơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB 41
II.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ mạch rôto 41
II.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cuộn kháng bão hoà 44
II.2.2.1. Khái niệm về cuộn kháng bão hoà 44
II.2.2.2. Ph¬ơng trình và dạng đặc tính cơ 46
II.2.2.3. Hệ thống Cuộn kháng bão hòa -Động cơ dùng khâu phản hồi âm tốc độ 47
II.2.2.4. Hệ thống Cuộn kháng bão hoà - Động cơ dùng khâu phản hồi
d¬ương dòng điện và âm điện áp 49
II.2.3. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi số đôi cực 52
II.2.4. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
bằng cách thay đổi điện áp phần ứng 55
II.2.4.1. Nguyên lý điều chỉnh. 55
II.2.5. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số nguồn 58
II.2.5.1. Nguyên lý và quy luật điều chỉnh khi thay đổi tần số 58
II.2.6. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
bằng ph¬ơng pháp nối tầng 62
II.2.6.1. Ph¬ơng pháp nối tầng dùng hệ thống van máy điện 62
Ch¬ơng III: Các hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ dùng điện tử công suất 64
III.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặt lên cuộn dây stator 64
III.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng bộ biến tần điện tử công suất 66
III.2.1 Bộ biến tần trực tiếp dùng Tiristo 66
III.2.2. Bộ biến tần dùng tiristo có khâu trung gian một chiều 68
III.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi xung điện trở rôto dây quấn. 70
III.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng nối tầng dùng điện tử công suất 74
Ch¬ơng IV :Tính toán thiết kế mạch điều áp xoay chiều ba pha cho tải động cơ 77
IV.1 Giới thiệu chung về mạch điều áp xoay chiều ba pha 77
IV.1.1 Tr¬ờng hợp tải thuần trở, đấu Y 77
IV.1.2 Tr¬ờng hợp tải R + L ba pha, đấu kiểu Y 79
IV.1.3 Tr¬ờng hợp tải R + L ba pha, đấu kiểu
83
IV.2 Tính toán thiết kế mạch động lực 85
IV.2.1 Lựa chọn sơ đồ động lực 85
IV.2.2 Tính toán mạch động lực 88
IV.2.2.1 Sơ đồ mạch động lực 88
IV.2.2.2 Tính chọn van bán dẫn 89
IV.2.2.3 Bảo vệ các linh kiện bán dẫn 90
IV.3 Tính toán thiết kế mạch điều khiển 95
IV.3.1. Nguyên lý điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính 96
IV.3.2. Sơ đồ khối mạch điều khiển 97
IV.3.3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 99
IV.3.3.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 99
IV.3.3.2 Tính toán chế tạo và lựa chọn các phần tử theo nội dung đề tài 101
Kết luận & kiến nghị 115
Phụ lục 116
Độ trượt tới hạn giữ nguyên giá trị
Mômen tới hạn tỉ lệ với bình phương điện áp U2
Mtu = Mt.
Với:
Trongđó:
M tu Mômen tới hạn của động cơ ứng với điện áp điều chỉnh.
U2 Điện áp ra của bộ biến đổi.
Hình 2.13:. Dạng đặc tính điều chỉnh khi không dùng điệntrở phụ trong mạch roto.
Để cải thiện dạng đặc tính điều chỉnh và giảm bớt mức phát nóng của động cơ. Khi dùng động cơ không đồng bộ roto dây quấn, người ta nối thêm một bộ điện trở phụ vào mạch roto. Khi đó:
Nếu điện áp đặt vào stato là định mức (U2 = U1) thì ta được đặc tính mềm hơn đặc tính tự nhiên và ta gọi đó là đặc tính giới hạn (đtgh).
Nếu giá trị điện áp đặt vào stato khác với giá trị định mức thì mômen tới hạn lúc điều chỉnh điện áp Mtu sẽ thay đổi tỉ lệ với bình phương điện áp còn độ trượt tới hạn thì không đổi, nghĩa là:
Mtu = Mt. U22
St = const
Khi xét đến tổng trở của bộ biến đổi thì việc xác định đặc tính giới hạn có phức tạp. Khi đó ta xem điện trở rb và điện kháng xb của bộ biến đổi có giá trị cố định không phụ thuộc vào điện áp U2. Lúc đó:
Ta được phương trình đặc tính cơ:
Dạng đặc tính điều chỉnh trong trường hợp này như hình 2.14:
* Nhận xét và ứng dụng
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi điện áp nguồn được sử dụng rộng rãi, nhất là bộ điều chỉnh dùng thyristor vì thực hiện dể dàng và tự động hóa. Xét về chỉ tiêu năng lượng, tuy tổn thất trong bộ biến đổi không đáng kể nhưng điện áp stato bị biến dạng so với hình sin nên tổn thất phụ trong động cơ lớn do đó hiệu suất không cao
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp thường dùng trong hệ truyền động mà mômen tải là hàm tăng theo tốc độ như quạt thông gió, bơm ly tâm, …
Hình 2.14: Đặc tính điều chỉnh khi dùng điện trở phụ vào mạch roto.
II.2.5. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số nguồn
II.2.5.1: Nguyên lý và quy luật điều chỉnh khi thay đổi tần số
Từ biểu thức:
Ta thấy, tốc độ đồng bộ của động cơ không đồng bộ có thể thay đổi nếu ta thay đổi tần số lưới điện f1. Do đó tốc độ của động cơ n = n1(1 – S), cũng thay đổi theo.
Khi thay đổi tần số lưới điện f1, nhận thấy như sau:
Nếu bỏ qua điện trở dây quấn stato, tức là xem r1 = 0 thì mômen tới hạn cực đại là:
Mt = (2-13 )
Trong đó:
w1 tốc độ góc đồng bộ
( 2-14)
( 2-15 )
( 2-16)
Thay (2-14) và (2- 15) vào (2-13), ta được:
( 2-17)
Đặt a = const =
Ta có :
Biểu thức (2-17) cho ta thấy khi tăng tần số nguồn mà vẫn giữ nguyên U1 thì mômen tới hạn cực đại Mt giảm rất nhiều. Do đó khi thay đổi tần số f1 thì đồng thời phải thay đổi U1 theo các quy luật nhất định nhằm đảm bảo sự làm việc tương ứng giữa mômen động cơ và mômen phụ tải. Nghĩa là tỉ số giữa mômen cực đại của động cơ và mômen phụ tải tĩnh đối với các đặc tính cơ là hằng số.
(2-18 )
Đặc tính cơ của bộ phận làm việc là quan hệ giữa tốc độ quay của mômen phụ tải lên trục quay.
Mc = f(n)
Theo biểu thức thực nghiệm mang tính chất tổng quát để mô tả dạng đặc tính cơ của bộ phận làm việc như sau:
Trong đó:
Mc Mômen cản của bộ phận làm việc lên trục quay ở tốc độ n (Nm)
Mc0 Mômen cản của bộ phận làm việc lên trục quay khi n= 0.
Mcđm Mômen cản của bộ phận làm việc lên trục quay khi n = nđm.
x là số mũ đặc trưng mô tả dạng đặc tính cơ của bộ phận làm việc (cơ cấu sản xuất) khác nhau. Gồm bốn dạng như sau:
* x = 0, ta có:
Mc = Mcđm = const, ( 2-18a )
Đây là đặc tính cơ đặc trưng cho hệ thống nâng và luôn có giá trị nhất định (đường 1 trên hình 2.15).
* x = 1
Đặc tính cơ có dạng: Mc = a + bn ( 2-18b )
Mc tỉ lệ bậc nhất với tốc độ. Đây là đặc tính đặc trưng cho máy phát điện một chiều kích từ độc lập với phụ tải máy phát là một điện trở thuần ( đường 2 hình 2.15 ).
* x = -1
Đặc tính có dạng:
( 2-18c )
Mômen tỉ lệ nghịch với tốc độ, đặc tính này đặc trưng cho các máy cắt kim loại (đường 3 hình 2.15)
* x = 2
Đặc tính có dạng: Mc = a + bn2 (2-18d )
Mômen tỉ lệ với bình phương tốc độ, là đặc tính đặc trưng cho máy nén, tàu thủy,..(đường 4 hình 2.15)
Hình 2.15: Các dạng đặc tính.
Như vậy, muốn điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số ta phải có một bộ nguồn xoay chiều có thể điều chỉnh tần số điện áp một cách đồng thời theo các quy luật như sau:
*
*
* = const
Như vậy dạng đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi thay đổi tần số theo quy luật điều chỉnh hình 2.16.
Hình 2.16: Các dạng đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi thay đổi tần số theo quy luật điều chỉnh U và f.
* Ứng dụng trong công nghiệp
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số nguồn được ứng dụng rộng rải trong công nghiệp với ưu điểm gọn nhẹ và dể điều chỉnh.
Bộ biến tần dùng trực tiếp thyristor được dùng trong công nghiệp như điều chỉnh tốc độ trong truyền động chính của các máy mài cao tốc, điều chỉnh tốc độ trong các hệ thống băng tải.
Bộ biến tần dùng máy phát đồng bộ được ứng dụng khi cần điều chỉnh tốc độ đồng thời cho nhiều động cơ.
II.2.6: Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng phương pháp nối tầng
II.2.6.1: Phương pháp nối tầng dùng hệ thống van máy điện
Đối với những động cơ không đồng bộ roto dây quấn có công suất lớn hay rất lớn thì tổn thất công suất trượt sẽ rất lớn. Do đó có thể không dùng được các thiết bị chuyển đổi và điều chỉnh điện trở ở mạch roto.
Để vừa tận dụng được năng lượng trượt vừa điều chỉnh được tốc độ động cơ không đồng bộ roto dây quấn, nguời ta sử dụng các sơ đồ nối tầng sau:
Sơ đồ nối tầng máy điện, sơ đồ nối tầng van - máy điện, ….
ở đây ta chỉ xét sơ đồ nối tầng van - máy điện:
Để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ trong các sơ đồ nối tầng, ta thực hiện bằng cách đưa vào roto một sức điện động phụ Ef. Sức điện động phụ này có thể là xoay chiều hay một chiều.
Trên sơ đồ hình 2.17, ta thấy muốn điều chỉnh tốc độ động cơ thì ta thay đổi sức điện động phụ Ef. Sức điện động này do máy một chiều tạo ra.
Giả thiết khi Mc = const và động cơ làm việc ở trạng thái xác lập ứng với một giá trị Ef nào đó. Nếu tăng Ef lên thì dòng I2 giảm mômen điện từ của động cơ giảm và có trị số nhỏ hơn mômen Mc nên tốc độ của động cơ giảm.
Khi tốc độ của động cơ giảm thì độ trượt S tăng, làm cho E2 = E2nm S tăng, kết quả là dòng I2 và mômen điện từ của động cơ tăng lên cho đến khi mômen của thiết bị nối tầng cân bằng với Mc thì quá trình giảm tốc kết thúc và động cơ làm việc ở trạng thái xác lập với tốc độ như ban đầu.
Hình 2.17: Sơ đồ nối tầng van máy điện
Dòng điện chỉnh lưu Id ở mạch roto của động cơ được xác định:
(2-19)
Trong đó:
E2 Trị số hiệu dụng của sức điện động pha ở roto động cơ
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC Trang
Lời nói đầu 5
Lời Thank 7
Ch¬ơng I: Các linh kiện điện tử công suất cơ bản 9
I.1. Điốt công suất 9
I.1.1. Mặt ghép P-N 10
I.1.2. Sự phân cực của mặt ghép P-N 11
I.1.3. Cấu trúc và kí hiệu của điốt công suất và nhiệt độ mặt ghép 12
I.1.4. Đặc tính vôn- ampe 12
I.1.5. Biểu thức giải tích của đặc tính V-A 13
I.1.6. Quá trình chuyển trạng thái 14
I. 2.Tranzito công suất 16
I.2.1. Transitor l¬ỡng cực 16
I.2.2. Tranzito MOS công suất 21
I. 3. Tiristo 23
I.3.1. Cấu trúc và kí hiệu 23
I.3.2. Nguyên lý làm việc 24
I.3.3. Điện dung của tụ điện chuyển mạch 27
I.3.4. Đặc tính vôn- ampe của tiristo 29
I.3.5. Những điều cần l¬u ý 29
I.3.6. Tiristo đ¬ợc khoá bằng cực điều khiển GTO 31
I.4. Triac (Triode Alternative Current) 34
I.4.1. Cấu trúc và ký hiệu 35
I.4.2. Nguyên lý làm việc của triac 35
I.4.3. Ứng dụng 36
Ch¬ơng II: Các ph¬ơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 37
II.1. Giới thiệu chung về động cơ KĐB 37
II.1.1. Cấu Tạo 37
II.1.2. Đặc Điểm Của Động Cơ Không Đồng Bộ 38
II.1.3. Nguyên lý làm việc của động cơ KĐB 38
II.1.4. Ưu nh¬ợc điểm của động cơ KĐB 41
II.2. Các ph¬ơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB 41
II.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ mạch rôto 41
II.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cuộn kháng bão hoà 44
II.2.2.1. Khái niệm về cuộn kháng bão hoà 44
II.2.2.2. Ph¬ơng trình và dạng đặc tính cơ 46
II.2.2.3. Hệ thống Cuộn kháng bão hòa -Động cơ dùng khâu phản hồi âm tốc độ 47
II.2.2.4. Hệ thống Cuộn kháng bão hoà - Động cơ dùng khâu phản hồi
d¬ương dòng điện và âm điện áp 49
II.2.3. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi số đôi cực 52
II.2.4. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
bằng cách thay đổi điện áp phần ứng 55
II.2.4.1. Nguyên lý điều chỉnh. 55
II.2.5. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số nguồn 58
II.2.5.1. Nguyên lý và quy luật điều chỉnh khi thay đổi tần số 58
II.2.6. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
bằng ph¬ơng pháp nối tầng 62
II.2.6.1. Ph¬ơng pháp nối tầng dùng hệ thống van máy điện 62
Ch¬ơng III: Các hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ dùng điện tử công suất 64
III.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặt lên cuộn dây stator 64
III.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng bộ biến tần điện tử công suất 66
III.2.1 Bộ biến tần trực tiếp dùng Tiristo 66
III.2.2. Bộ biến tần dùng tiristo có khâu trung gian một chiều 68
III.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi xung điện trở rôto dây quấn. 70
III.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng nối tầng dùng điện tử công suất 74
Ch¬ơng IV :Tính toán thiết kế mạch điều áp xoay chiều ba pha cho tải động cơ 77
IV.1 Giới thiệu chung về mạch điều áp xoay chiều ba pha 77
IV.1.1 Tr¬ờng hợp tải thuần trở, đấu Y 77
IV.1.2 Tr¬ờng hợp tải R + L ba pha, đấu kiểu Y 79
IV.1.3 Tr¬ờng hợp tải R + L ba pha, đấu kiểu
83
IV.2 Tính toán thiết kế mạch động lực 85
IV.2.1 Lựa chọn sơ đồ động lực 85
IV.2.2 Tính toán mạch động lực 88
IV.2.2.1 Sơ đồ mạch động lực 88
IV.2.2.2 Tính chọn van bán dẫn 89
IV.2.2.3 Bảo vệ các linh kiện bán dẫn 90
IV.3 Tính toán thiết kế mạch điều khiển 95
IV.3.1. Nguyên lý điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính 96
IV.3.2. Sơ đồ khối mạch điều khiển 97
IV.3.3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 99
IV.3.3.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 99
IV.3.3.2 Tính toán chế tạo và lựa chọn các phần tử theo nội dung đề tài 101
Kết luận & kiến nghị 115
Phụ lục 116
Độ trượt tới hạn giữ nguyên giá trị
Mômen tới hạn tỉ lệ với bình phương điện áp U2
Mtu = Mt.
Với:
Trongđó:
M tu Mômen tới hạn của động cơ ứng với điện áp điều chỉnh.
U2 Điện áp ra của bộ biến đổi.
Hình 2.13:. Dạng đặc tính điều chỉnh khi không dùng điệntrở phụ trong mạch roto.
Để cải thiện dạng đặc tính điều chỉnh và giảm bớt mức phát nóng của động cơ. Khi dùng động cơ không đồng bộ roto dây quấn, người ta nối thêm một bộ điện trở phụ vào mạch roto. Khi đó:
Nếu điện áp đặt vào stato là định mức (U2 = U1) thì ta được đặc tính mềm hơn đặc tính tự nhiên và ta gọi đó là đặc tính giới hạn (đtgh).
Nếu giá trị điện áp đặt vào stato khác với giá trị định mức thì mômen tới hạn lúc điều chỉnh điện áp Mtu sẽ thay đổi tỉ lệ với bình phương điện áp còn độ trượt tới hạn thì không đổi, nghĩa là:
Mtu = Mt. U22
St = const
Khi xét đến tổng trở của bộ biến đổi thì việc xác định đặc tính giới hạn có phức tạp. Khi đó ta xem điện trở rb và điện kháng xb của bộ biến đổi có giá trị cố định không phụ thuộc vào điện áp U2. Lúc đó:
Ta được phương trình đặc tính cơ:
Dạng đặc tính điều chỉnh trong trường hợp này như hình 2.14:
* Nhận xét và ứng dụng
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi điện áp nguồn được sử dụng rộng rãi, nhất là bộ điều chỉnh dùng thyristor vì thực hiện dể dàng và tự động hóa. Xét về chỉ tiêu năng lượng, tuy tổn thất trong bộ biến đổi không đáng kể nhưng điện áp stato bị biến dạng so với hình sin nên tổn thất phụ trong động cơ lớn do đó hiệu suất không cao
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp thường dùng trong hệ truyền động mà mômen tải là hàm tăng theo tốc độ như quạt thông gió, bơm ly tâm, …
Hình 2.14: Đặc tính điều chỉnh khi dùng điện trở phụ vào mạch roto.
II.2.5. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số nguồn
II.2.5.1: Nguyên lý và quy luật điều chỉnh khi thay đổi tần số
Từ biểu thức:
Ta thấy, tốc độ đồng bộ của động cơ không đồng bộ có thể thay đổi nếu ta thay đổi tần số lưới điện f1. Do đó tốc độ của động cơ n = n1(1 – S), cũng thay đổi theo.
Khi thay đổi tần số lưới điện f1, nhận thấy như sau:
Nếu bỏ qua điện trở dây quấn stato, tức là xem r1 = 0 thì mômen tới hạn cực đại là:
Mt = (2-13 )
Trong đó:
w1 tốc độ góc đồng bộ
( 2-14)
( 2-15 )
( 2-16)
Thay (2-14) và (2- 15) vào (2-13), ta được:
( 2-17)
Đặt a = const =
Ta có :
Biểu thức (2-17) cho ta thấy khi tăng tần số nguồn mà vẫn giữ nguyên U1 thì mômen tới hạn cực đại Mt giảm rất nhiều. Do đó khi thay đổi tần số f1 thì đồng thời phải thay đổi U1 theo các quy luật nhất định nhằm đảm bảo sự làm việc tương ứng giữa mômen động cơ và mômen phụ tải. Nghĩa là tỉ số giữa mômen cực đại của động cơ và mômen phụ tải tĩnh đối với các đặc tính cơ là hằng số.
(2-18 )
Đặc tính cơ của bộ phận làm việc là quan hệ giữa tốc độ quay của mômen phụ tải lên trục quay.
Mc = f(n)
Theo biểu thức thực nghiệm mang tính chất tổng quát để mô tả dạng đặc tính cơ của bộ phận làm việc như sau:
Trong đó:
Mc Mômen cản của bộ phận làm việc lên trục quay ở tốc độ n (Nm)
Mc0 Mômen cản của bộ phận làm việc lên trục quay khi n= 0.
Mcđm Mômen cản của bộ phận làm việc lên trục quay khi n = nđm.
x là số mũ đặc trưng mô tả dạng đặc tính cơ của bộ phận làm việc (cơ cấu sản xuất) khác nhau. Gồm bốn dạng như sau:
* x = 0, ta có:
Mc = Mcđm = const, ( 2-18a )
Đây là đặc tính cơ đặc trưng cho hệ thống nâng và luôn có giá trị nhất định (đường 1 trên hình 2.15).
* x = 1
Đặc tính cơ có dạng: Mc = a + bn ( 2-18b )
Mc tỉ lệ bậc nhất với tốc độ. Đây là đặc tính đặc trưng cho máy phát điện một chiều kích từ độc lập với phụ tải máy phát là một điện trở thuần ( đường 2 hình 2.15 ).
* x = -1
Đặc tính có dạng:
( 2-18c )
Mômen tỉ lệ nghịch với tốc độ, đặc tính này đặc trưng cho các máy cắt kim loại (đường 3 hình 2.15)
* x = 2
Đặc tính có dạng: Mc = a + bn2 (2-18d )
Mômen tỉ lệ với bình phương tốc độ, là đặc tính đặc trưng cho máy nén, tàu thủy,..(đường 4 hình 2.15)
Hình 2.15: Các dạng đặc tính.
Như vậy, muốn điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số ta phải có một bộ nguồn xoay chiều có thể điều chỉnh tần số điện áp một cách đồng thời theo các quy luật như sau:
*
*
* = const
Như vậy dạng đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi thay đổi tần số theo quy luật điều chỉnh hình 2.16.
Hình 2.16: Các dạng đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi thay đổi tần số theo quy luật điều chỉnh U và f.
* Ứng dụng trong công nghiệp
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số nguồn được ứng dụng rộng rải trong công nghiệp với ưu điểm gọn nhẹ và dể điều chỉnh.
Bộ biến tần dùng trực tiếp thyristor được dùng trong công nghiệp như điều chỉnh tốc độ trong truyền động chính của các máy mài cao tốc, điều chỉnh tốc độ trong các hệ thống băng tải.
Bộ biến tần dùng máy phát đồng bộ được ứng dụng khi cần điều chỉnh tốc độ đồng thời cho nhiều động cơ.
II.2.6: Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng phương pháp nối tầng
II.2.6.1: Phương pháp nối tầng dùng hệ thống van máy điện
Đối với những động cơ không đồng bộ roto dây quấn có công suất lớn hay rất lớn thì tổn thất công suất trượt sẽ rất lớn. Do đó có thể không dùng được các thiết bị chuyển đổi và điều chỉnh điện trở ở mạch roto.
Để vừa tận dụng được năng lượng trượt vừa điều chỉnh được tốc độ động cơ không đồng bộ roto dây quấn, nguời ta sử dụng các sơ đồ nối tầng sau:
Sơ đồ nối tầng máy điện, sơ đồ nối tầng van - máy điện, ….
ở đây ta chỉ xét sơ đồ nối tầng van - máy điện:
Để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ trong các sơ đồ nối tầng, ta thực hiện bằng cách đưa vào roto một sức điện động phụ Ef. Sức điện động phụ này có thể là xoay chiều hay một chiều.
Trên sơ đồ hình 2.17, ta thấy muốn điều chỉnh tốc độ động cơ thì ta thay đổi sức điện động phụ Ef. Sức điện động này do máy một chiều tạo ra.
Giả thiết khi Mc = const và động cơ làm việc ở trạng thái xác lập ứng với một giá trị Ef nào đó. Nếu tăng Ef lên thì dòng I2 giảm mômen điện từ của động cơ giảm và có trị số nhỏ hơn mômen Mc nên tốc độ của động cơ giảm.
Khi tốc độ của động cơ giảm thì độ trượt S tăng, làm cho E2 = E2nm S tăng, kết quả là dòng I2 và mômen điện từ của động cơ tăng lên cho đến khi mômen của thiết bị nối tầng cân bằng với Mc thì quá trình giảm tốc kết thúc và động cơ làm việc ở trạng thái xác lập với tốc độ như ban đầu.
Hình 2.17: Sơ đồ nối tầng van máy điện
Dòng điện chỉnh lưu Id ở mạch roto của động cơ được xác định:
(2-19)
Trong đó:
E2 Trị số hiệu dụng của sức điện động pha ở roto động cơ
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links